DNA甲基化是哺乳动物中的一个重要的基因沉默机制，DNA甲基化主要是由包括Dnmt1、Dnmt3a和Dnmt3b在内的一组DNA甲基转移酶催化，并且这些甲基转移酶是发育和分化过程中基因组甲基化模式建立过程所必须的。在我的研究中，我们研究了DNA甲基转移酶在视黄酸（retinoic acid，RA）诱导的P19细胞神经元分化中的功能。我们在mRNA和蛋白水平检测到Dnmt3b表达的上调，但是在用RA处理后的P19细胞中Dnmt1和Dnmt3a的表达量下降，这表明Dnmt3b在P19细胞的神经元分化过程中发挥着更重要的作用。在RA处理后的P19细胞中检测到很多异常的目的基因，因此Dnmt3b增加了染色体的稳定性。我们选择二肽酶6（Dpp6）和检验点激酶2（Chk2）进行进一步的研究。Dpp6是二肽酶蛋白IV家族成员之一，其调节包括细胞分化、凋亡、增殖和致癌作用等多种细胞生物学功能。定量ChIP实验结果表明在RA处理组和未处理的P19细胞中Dpp6启动子招募的Dnmt3b的数量相同。酸性亚硝酸盐基因组测序、COBRA和甲基化特异的PCR分析表明在RA处理组和未处理的P19细胞中Dpp6启动子都有明显的甲基化。由于去除Dnmt3b导致Dpp6在mRNA和蛋白水平上的上升，表明Dnmt3b参与到Dpp6基因的转录沉默过程中。因此，在Dnmt3b表达量被降低的细胞中Dpp6基因启动子的平均甲基化水平降低一半。在缺失Dnmt3b的P19细胞中，Dnmt3a结合到Dpp6启动子上并调节Dpp6的表达和甲基化。在P19细胞中异常的表达Dpp6会抑制RA诱导的神经元的分化。最后，我们的研究表明通过DNA甲基化实现表观沉默Dpp6的表达，并且发现在RA诱导的P19细胞的神经元分化过程中异常的表达Dpp6是一个神经元分化的负调控信号。基于Chk2在保证基因组的完整性、细胞周期运行、分化和凋亡等方面有重要的功能，我们还选择Chk2作为进一步的研究对象。ChIP分析表明RA处理诱导Chk2启动子招募Dnmt3b。RA处理使得Chk2启动子区域甲基化水平明显上升，其是Dnmt3b被招募到其启动子上的结果。在P19细胞的神经元分化过程中，随着甲基化水平的上升Chk2在mRNA和蛋白水平上都有所下降。在RA处理的P19细胞中敲低Dnmt3b的表达导致甲基化水平下降和Chk2表达的上升。在P19细胞的神经元分化中异常表达Chk2有负调控作用，这也表明细胞内源Chk2表达下降是正常细胞分化所必须的。过表达Chk2负调控细胞周期出口，使细胞保持在细胞周期中持续增值，最后导致神经元分化受损。我们的研究还表明Chk2是一个凋亡的负调控因子。外源表达Chk2对凋亡的负调控作用可能也是导致P19细胞分化受损的原因。总的来说，我们的研究发现DNA甲基化调控Chk2的表达，并且也发现其在分化中的重要的功能，这是独立于已知的在DNA损伤反应之外的一个新的功能。最后，我们发现Dnmt3b调控两种基因表达的表观调节模式能够使我们进一步了解表观调节基因表达在神经元分化中的作用。